中國科學(xué)院院士鄒才能：“碳中和”的內涵、創(chuàng )新與愿景

鄒才能，男，1963年9月出生于重慶，1987年本科畢業(yè)于西南石油學(xué)院石油地質(zhì)勘查專(zhuān)業(yè)，2004年獲中國石油勘探開(kāi)發(fā)研究院工學(xué)博士學(xué)位，2017年當選中國科學(xué)院院士。石油天然氣地質(zhì)學(xué)家，教授級高級工程師，非常規油氣地質(zhì)學(xué)理論奠基人與能源戰略研究科學(xué)家?，F任中國石油集團新能源首席、中國石油勘探開(kāi)發(fā)研究院副院長(cháng)、國家油氣戰略研究中心副主任、頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)國家地方聯(lián)合工程中心學(xué)術(shù)委員會(huì )主任等。

主要從事常規-非常規油氣地質(zhì)理論研究與勘探實(shí)踐。創(chuàng )建了非常規油氣地質(zhì)學(xué)理論，第一個(gè)發(fā)現北美以外更古老的頁(yè)巖氣層系和具有工業(yè)價(jià)值的納米孔隙，首創(chuàng )“人工油氣藏”開(kāi)發(fā)概念;論證了巖性地層油氣成藏機理，建立湖盆中心砂質(zhì)碎屑流等沉積模式;闡明了古老碳酸鹽巖大氣田形成分布規律，推動(dòng)了我國油氣勘探戰略轉變與重大發(fā)現;研判世界能源發(fā)展大勢，提出了“氫能中國”、中國“能源獨立”、新能源在碳中和中的地位與作用等戰略認識。

出版《非常規油氣地質(zhì)學(xué)》《新能源》等第一著(zhù)者中英文專(zhuān)著(zhù)8部，發(fā)表學(xué)術(shù)論文260余篇(其中第一作者92篇，SCI共45篇、EI共38篇)，5篇論文獲“中國百篇最具影響國內學(xué)術(shù)論文”。2019年起，連續三年入選愛(ài)思維爾中國高被引學(xué)者榜單。2020年入選全球前2%頂尖科學(xué)家榜單。獲批4個(gè)國家標準，獲國家科技進(jìn)步一等獎1項與二等獎1項、省部級獎10余項、李四光地質(zhì)科學(xué)獎等。

摘要:地質(zhì)作用引起的全球性氣候變化是地質(zhì)歷史時(shí)期5次全球性生物大滅絕的主要誘因之一。人類(lèi)工業(yè)化活動(dòng)導致生態(tài)系統遭到嚴重破壞，大氣CO2溫室效應加劇，生存環(huán)境面臨威脅與挑戰。碳中和目標是人類(lèi)面對氣候變化危機的主動(dòng)作為和共同追求，探究“碳中和學(xué)”的理論與技術(shù)內涵、科技創(chuàng )新體系和發(fā)展前景，具有深遠的意義。研究結論認為：①碳中和體現“能源學(xué)”與“碳中和學(xué)”的理論內涵，包含碳減排、零碳、負碳、碳交易等;②碳中和催生以CCUS(碳捕集、利用和封存)/CCS(碳捕集與封存)為核心的碳工業(yè)和以綠氫為核心的氫工業(yè)等新產(chǎn)業(yè);“灰碳”和“黑碳”是CO2的兩種應用屬性，“碳+”“碳-”“碳=”是碳中和的3種產(chǎn)品與技術(shù);③中國實(shí)現碳中和目標面臨三大挑戰：一是能源轉型規模大，碳中和實(shí)現周期較短;二是能源轉型過(guò)程中存在著(zhù)安全不確定性、利用經(jīng)濟性、顛覆性技術(shù)難預測性等問(wèn)題;三是轉型后可能面臨新的關(guān)鍵技術(shù)“卡脖子”和關(guān)鍵礦產(chǎn)資源“斷鏈子”等風(fēng)險;④基于目前的認知預判能源領(lǐng)域的十大顛覆性技術(shù)與產(chǎn)業(yè)包括煤炭地下氣化、中低熟頁(yè)巖油原位開(kāi)采、CCUS/CCS、氫能與燃料電池、生物光伏發(fā)電、天基太陽(yáng)能發(fā)電、光儲智能微網(wǎng)、超級儲能、可控核聚變、智慧能源互聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)碳中和需要實(shí)施節能提效、減碳固碳、科技創(chuàng )新、應急儲備、政策支撐五大戰略協(xié)同工程;⑤未來(lái)我國不同能源類(lèi)型定位各有側重，煤炭將發(fā)揮保障國家能源戰略“儲備”與“兜底”作用，石油將發(fā)揮保障國家能源安全“急需”與民生原料用品“基石”作用，天然氣將發(fā)揮保障國家能源“安全”與新能源最佳“伙伴”作用，新能源將發(fā)揮保障國家能源戰略“接替”與“主力”作用;⑥碳中和是綠色化工業(yè)革命、減碳化能源革命、生態(tài)化科技革命的重大實(shí)踐，將為人類(lèi)社會(huì )、環(huán)境與經(jīng)濟帶來(lái)新的深刻變革;⑦碳中和進(jìn)程中需遵循“技術(shù)的顛覆性突破、能源的安全性保障、經(jīng)濟的可行性實(shí)現、社會(huì )的穩定性可控”4項原則，重點(diǎn)依靠科技創(chuàng )新與管理變革保障國家能源“獨立自主”與碳中和目標的實(shí)現，為宜居地球、綠色發(fā)展、生態(tài)文明建設做出中國貢獻。

0　引言

氣候變化深刻影響地球環(huán)境，這是人類(lèi)共同面臨的巨大挑戰。為了應對全球氣候變化，實(shí)現人類(lèi)社會(huì )文明進(jìn)步與地球生態(tài)系統的可持續發(fā)展，第21屆聯(lián)合國氣候變化大會(huì )通過(guò)了《巴黎氣候協(xié)定》，提出在2050年左右達到CO2“凈零排放”的目標，即碳中和。廣義上，碳中和是指人類(lèi)化石能源利用、土地利用及自然界火山噴發(fā)碳排放等碳源體系與地球碳循環(huán)系統、海洋碳溶解、生物圈碳吸收等碳匯體系間形成動(dòng)態(tài)平衡;狹義上，碳中和是指一個(gè)組織、團體或個(gè)人在一段時(shí)期內CO2的排放量，通過(guò)森林碳匯、人工轉化、地質(zhì)封存等技術(shù)加以抵消，實(shí)現CO2“凈零排放”。

碳中和是有效控制全球氣溫快速升高，推動(dòng)能源利用綠色轉型，促進(jìn)綠色、低碳等技術(shù)進(jìn)步的重要途徑，是推動(dòng)世界經(jīng)濟發(fā)展和增長(cháng)的新動(dòng)力。實(shí)現碳中和將改善人類(lèi)賴(lài)以生存的地球生態(tài)環(huán)境，減少由人類(lèi)活動(dòng)引起的環(huán)境問(wèn)題。2019年，世界衛生組織公布：空氣污染和氣候變化排在全球十大健康威脅之首。預計2030—2050年，氣候變化將導致全球每年新增約25萬(wàn)人死于營(yíng)養不良、瘧疾、腹瀉和氣溫過(guò)高，每年將有700萬(wàn)人過(guò)早死于癌癥、中風(fēng)、心臟病和肺病等疾病。碳中和將推動(dòng)人類(lèi)能源體系向綠色、低碳、無(wú)碳轉型，實(shí)現無(wú)碳新能源對高碳化石能源的替代，帶動(dòng)新能源產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域就業(yè)崗位增長(cháng)和國民生產(chǎn)總值增加。預計到2050年，全球能源低碳轉型領(lǐng)域年均投資將超過(guò)3.2萬(wàn)億美元，累計投資將超過(guò)95萬(wàn)億美元，提供超1億個(gè)就業(yè)崗位。

碳中和是全人類(lèi)的共同目標與追求，以共商共議為主體的全球協(xié)作機制是實(shí)現碳中和的前提和保障。在全世界積極推動(dòng)碳中和的進(jìn)程中，需以科學(xué)問(wèn)題為導向開(kāi)展碳中和研究。碳中和既是“能源學(xué)”和“碳中和學(xué)”的重大理論問(wèn)題，又是實(shí)現人類(lèi)能源利用與地球生態(tài)系統可持續發(fā)展的重大實(shí)踐問(wèn)題，將催生以CCUS(碳捕集、利用和封存)/CCS(碳捕集與封存)為核心的碳工業(yè)、以綠氫為核心的氫工業(yè)，推動(dòng)實(shí)施節能提效、減碳固碳、科技創(chuàng )新、應急儲備、政策支撐五大戰略工程協(xié)同創(chuàng )新發(fā)展。

1　碳中和提出的背景

1.1　氣候變化是引起地質(zhì)歷史時(shí)期生物大滅絕的誘因之一

地球形成距今約46億年。38億～35億年前，原核生物出現，生命正式登上地球舞臺;距今約600萬(wàn)年前，原始人類(lèi)出現。自生物出現以來(lái)，地球上已經(jīng)發(fā)生了5次大規模的生物大滅絕事件，分別發(fā)生在奧陶紀末、晚泥盆世、二疊紀末、三疊紀末和白堊紀末(表1)。全球氣候變化引起海平面變化，產(chǎn)生環(huán)境—生命互饋效應，導致大量物種滅絕。其中，二疊紀末生物大滅絕事件的毀滅程度最大，大約96%的海洋生物、70%的陸地生物物種滅絕。人類(lèi)出現以前，火山爆發(fā)、天體撞擊地球、海洋生物變化等災難性事件引起大氣中CO2濃度發(fā)生突變，產(chǎn)生大氣溫室效應，發(fā)生全球性海平面變化、生物大滅絕等連鎖效應。生物滅絕也為形成化石能源奠定基礎。

 

 

1.2　大氣CO2溫室效應引起全球氣候變化加劇

人類(lèi)進(jìn)入工業(yè)化時(shí)代后，全球大氣中CO2平均濃度達到了近百萬(wàn)年以來(lái)的最高水平，氣溫不斷升高，地球生態(tài)系統和人類(lèi)社會(huì )發(fā)展受到嚴重威脅。據統計，過(guò)去80萬(wàn)年至工業(yè)化前(1750年前)，全球大氣中CO2濃度低于280×10-6。2015年CO2濃度突破400×10-6，2019年CO2濃度繼續快速增長(cháng)，僅4年時(shí)間突破了410×10-6。過(guò)去70年，大氣中CO2濃度的增長(cháng)率是末次冰期結束時(shí)的100倍左右，1960年末期大氣中CO2濃度年均增速為0.7×10-6，2005—2019年間CO2濃度年均增速達到2×10-6，全球平均溫度也比工業(yè)化前升高約1.1 ℃。未來(lái)，人類(lèi)將面臨全球氣溫上升、極端天氣事件增加、海平面上升和海洋、陸地生態(tài)系統被破壞等一系列日益嚴重的氣候變化及其連鎖反應。到本世紀末，如果全球氣溫升高達到2 ℃，海平面高度將上升36～87 cm，99%的珊瑚礁將消失，約13%的陸地生態(tài)系統將被破壞，許多植物和動(dòng)物可能瀕臨滅絕。

1.3　碳中和是全球應對氣候變化的戰略舉措

目前，氣候異常“突變”、地球不斷“發(fā)燒”，是全人類(lèi)必須共同面對的系統問(wèn)題，共商共議是實(shí)現碳中和目標的必然要求。世界各國應積極采取措施，減少CO2排放量，共同應對氣候變化問(wèn)題。1997年12月，在日本京都召開(kāi)的聯(lián)合國氣候變化框架公約大會(huì )通過(guò)了《京都議定書(shū)》，并于2005年2月16日正式生效，旨在限制發(fā)達國家溫室氣體排放量以抑制全球氣候變暖;該協(xié)議書(shū)規定到2010年，所有發(fā)達國家的溫室氣體排放量要比1990年減少5.2%。2015年12月，第21屆聯(lián)合國氣候變化大會(huì )通過(guò)《巴黎氣候協(xié)定》，并于2016年11月4日起正式實(shí)施，目標是較之于工業(yè)化前，全球氣溫升高幅度控制在2 ℃以?xún)?，力爭將升高幅度控制?.5 ℃以?xún)?。因此，全球?050年左右需要實(shí)現碳中和。這次氣候變化大會(huì )邀請聯(lián)合國政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì )(IPCC)評估全球升溫1.5 ℃的影響及溫室氣體的排放途徑。2018年10月8日，IPCC發(fā)布了《IPCC全球升溫1.5 ℃特別報告》，明確了全球升溫1.5 ℃的潛在影響及可能的減排路徑，并提出了在可持續發(fā)展和努力消除貧困的前提下加強全球響應的建議。

2　碳中和面臨的挑戰

碳中和已成為全球應對氣候變化的共識性目標，

但實(shí)現碳中和還面臨以下 5 個(gè)方面的挑戰：①全球CO2排放總量大，大氣中的平均CO2濃度仍在持續增加;②印度、俄羅斯等世界大國尚未承諾實(shí)現碳中和的時(shí)間;③全球能源消費結構仍以化石能源為主，呈現煤、石油、天然氣、新能源“四分天下”格局，新能源占比偏低，能源轉型面臨挑戰;④全球太陽(yáng)能、風(fēng)能等新能源資源存在間歇性、空間分布差異性，給新能源規?；l(fā)展帶來(lái)了挑戰;⑤氫能、CCUS、儲能等技術(shù)應用成本較高，尚未實(shí)現規模性商業(yè)化推廣與應用。

我國能源消費和CO2排放大致經(jīng)歷了緩慢發(fā)展(緩坡區)、快速發(fā)展(陡坡區)和平穩發(fā)展(平臺區)3個(gè)階段(圖1)。1980—2001年，我國能源消費處于緩坡區，能源消費量年均新增0.43×108 t標煤，CO2排放量年均新增0.93×108 t，年增CO2排放量與年增能源消費量比值為2.2;2002—2013年，我國能源消費處于陡坡區，能源消費量年均新增2.06×108 t標煤，CO2排放量年均新增4.50×108 t，年增CO2排放量與年增能源消費量比值為2.2;2014—2020年，我國能源消費處于平臺區，能源消費量年均新增1.12×108 t標煤，CO2排放量年均新增0.81×108 t，年增CO2排放量與年增能源消費量比值為0.7。目前我國能源生產(chǎn)與消費結構中，主體偏煤炭、油氣偏輕、新能源偏少，中國實(shí)現碳中和需要將現階段以煤炭為主的“一大三小”能源消費結構，轉型為以新能源為主的“三小一大”結構，但在實(shí)施過(guò)程中將面臨以下三大挑戰：①能源轉型規模大，碳中和實(shí)現周期較短(僅有40年左右時(shí)間)，能否按期實(shí)現能源結構轉型存在很大困難;②能源轉型過(guò)程存在著(zhù)能源供應安全的不確定性、能源利用的經(jīng)濟性、能源顛覆性技術(shù)的難預測性等問(wèn)題;③能源轉型后，以新能源為主的“三小一大”能源結構，可能面臨新的關(guān)鍵技術(shù)“卡脖子”和關(guān)鍵礦產(chǎn)資源“斷鏈子”等難題。

 

 

3　碳中和學(xué)的內涵

3.1　碳中和學(xué)的理論內涵

“碳中和學(xué)”是指以人類(lèi)活動(dòng)引起的碳排放與地球碳循環(huán)系統之間的動(dòng)態(tài)平衡為目標，以無(wú)碳新能源有序替代化石能源為途徑，以經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)政策、能源技術(shù)等為內容，研究人類(lèi)活動(dòng)足跡對自然環(huán)境影響最小化的一門(mén)學(xué)科，是能源科學(xué)與社會(huì )科學(xué)的交叉學(xué)科。

“碳中和學(xué)”涉及能源科學(xué)，以地球、能源、人類(lèi)三者相互影響與協(xié)同演化為核心的能源學(xué)研究思路，立足于地球系統演化，從時(shí)間尺度、空間尺度研究能源的形成分布、評價(jià)選區、開(kāi)發(fā)利用、有序替代、發(fā)展前景等。“碳中和學(xué)”包含能源學(xué)三大核心內容：①地球系統背景下能源的形成和能源消耗對地球氣候與環(huán)境的反饋，體現了地球與能源間的相互關(guān)系;②地球環(huán)境孕育人類(lèi)演進(jìn)和人類(lèi)行為改造地球環(huán)境，體現了地球與人類(lèi)間的相互關(guān)系;③人類(lèi)利用技術(shù)開(kāi)發(fā)能源和能源驅動(dòng)人類(lèi)社會(huì )進(jìn)步，體現了人類(lèi)與能源間的相互關(guān)系。

構建以碳中和為目標的世界能源體系是“碳中和學(xué)”的理論核心和首要任務(wù)。地球能源始于生物在太陽(yáng)下的繁盛、滅絕、埋藏和演化，并與地球系統同步演進(jìn)，最終轉向“人造太陽(yáng)”(可控核聚變)，完成能源“從太陽(yáng)中來(lái)、回太陽(yáng)中去”的終極循環(huán)(圖2)。碳中和目標下，將形成以清潔、無(wú)碳、智能、高效為核心的“新能源”+“智能源”體系的能源發(fā)展目標：能源體系的主體要素將發(fā)生根本性轉變，能源形態(tài)將從化石能源向新能源，從有碳向無(wú)碳轉變。能源技術(shù)將從資源優(yōu)勢占主導地位的能源資源型，轉變?yōu)榧夹g(shù)優(yōu)勢占主導地位的能源技術(shù)型;能源結構將從以一次能源直接消費為主，調整至電氣化二次能源消費為主;能源管理將從集中式利用，發(fā)展為智能化平衡用能。碳中和目標符合能源學(xué)研究主旨，從資源角度揭示地球系統內化石能源與非化石新能源共生分布關(guān)系、碳系能源與氫系能源有序接替轉型、能源體系與綠色地球和諧發(fā)展的自然變化規律。

 

 

 

 

“碳中和學(xué)”也是社會(huì )科學(xué)，涉及人與自然的和諧可持續發(fā)展、人類(lèi)能源利用與地球生態(tài)系統的動(dòng)態(tài)平衡;既是人文社科領(lǐng)域的重大研究命題，也是社會(huì )科學(xué)與碳中和與時(shí)俱進(jìn)的結合、拓展與創(chuàng )新。“碳中和學(xué)”聚焦碳中和目標下國際能源經(jīng)濟、能源政策和能源法律法規等經(jīng)濟社會(huì )領(lǐng)域的根本性轉變，涉及社會(huì )科學(xué)領(lǐng)域的重大理論研究問(wèn)題。當前，碳中和相關(guān)理論研究已經(jīng)逐漸成為國際科技和人文研究領(lǐng)域的前沿課題。2010年12月1日，日本九州大學(xué)成立國際碳中和能源研究所;2017年2月27日，英國諾丁漢大學(xué)化學(xué)學(xué)院成立全球碳中和實(shí)驗室;2020年12月25日，中國科學(xué)院大氣物理研究所成立碳中和研究中心;2021年5月9日，西北大學(xué)聯(lián)合榆林市人民政府成立榆林碳中和學(xué)院;2021年5月22日，上海交通大學(xué)成立碳中和發(fā)展研究院。

3.2　碳中和學(xué)的技術(shù)內涵

“碳中和學(xué)”的技術(shù)內涵包括人類(lèi)生產(chǎn)生活引起的CO2排放、捕集、利用、封存和移除的全過(guò)程及其相關(guān)的技術(shù)體系。首先，從源頭上研究制定經(jīng)濟政策和產(chǎn)業(yè)政策，引導人類(lèi)低碳生活和低碳消費，降低由人類(lèi)生產(chǎn)、生活的碳排放量。其次，以減少和降低碳排放量為目標，研究降低碳排放量的相關(guān)技術(shù)，同時(shí)滿(mǎn)足人類(lèi)生產(chǎn)生活對能源、物質(zhì)的需求。最后，對過(guò)去過(guò)度排放的存量CO2，研發(fā)碳捕集、碳封存和碳移除等技術(shù)，有效降低地球大氣系統中的CO2濃度。“碳中和學(xué)”的技術(shù)內涵涉及以下4個(gè)方面：①化石能源清潔利用、清潔用能替代、資源回收利用、節能提效等碳減排技術(shù);②利用風(fēng)能、太陽(yáng)能、海洋能、地熱能等可再生能源，以及氫能、新材料儲能、智慧能源、核能與可控核聚變等零碳技術(shù);③CO2捕集、利用、封存、轉化及林業(yè)、海洋、土壤碳匯等負碳技術(shù);④碳稅制度、碳交易制度、復合碳排放權交易體系、碳經(jīng)濟與碳產(chǎn)業(yè)政策、碳財政補貼等碳經(jīng)濟技術(shù)。

4　碳中和核心技術(shù)體系

4.1　碳工業(yè)體系

碳中和的核心是降低甚至消除CO2排放量。CCUS/CCS可以發(fā)揮重要作用，以CCUS/CCS為核心的碳工業(yè)將成為碳中和目標下的新興產(chǎn)業(yè)。CO2具有實(shí)現生態(tài)系統有機物轉換和產(chǎn)生溫室效應的雙重屬性，可以分為可供人類(lèi)利用或固定的“灰碳”和不可利用或固定的“黑碳”。在地球碳循環(huán)系統中CO2主要來(lái)源于能源消費、農林用地、土地利用、垃圾排放等。利用生態(tài)系統碳匯、CO2生產(chǎn)化工產(chǎn)品、CO2人工綠色轉化、CO2地質(zhì)驅油等技術(shù)，可以增加“灰碳”的利用率，有效減少大氣中CO2的濃度。在碳中和目標下，以CCUS/CCS為核心的碳工業(yè)技術(shù)體系涵蓋碳捕集、碳運輸、碳驅油、碳封存、碳產(chǎn)品、碳金融等業(yè)務(wù)，是徹底消除“黑碳”的革命性技術(shù)(圖3、表2)。因此，以CCUS/CCS為基礎的低成本、高能效的碳工業(yè)將是世界各國實(shí)現碳中和目標的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)之一。未來(lái)它將利用地下具有巨量?jì)臻g的枯竭性油田、氣田、水田等為碳中和做出大貢獻。此外，建立和完善碳稅制度、碳交易制度、復合碳排放權交易體系、財政補貼等碳經(jīng)濟與政策杠桿，有效控制CO2排放量。

 

 

 

 

 

 

 

 

CO2主要來(lái)源于能源消費、農林用地、土地利用、垃圾排放等。利用生態(tài)系統碳匯、CO2生產(chǎn)化工產(chǎn)品、CO2人工綠色轉化、CO2地質(zhì)驅油等技術(shù)，可以增加“灰碳”的利用率，有效減少大氣中CO2的濃度。在碳中和目標下，以CCUS/CCS為核心的碳工業(yè)技術(shù)體系涵蓋碳捕集、碳運輸、碳驅油、碳封存、碳產(chǎn)品、碳金融等業(yè)務(wù)，是徹底消除“黑碳”的革命性技術(shù)(圖3、表2)。因此，以CCUS/CCS為基礎的低成本、高能效的碳工業(yè)將是世界各國實(shí)現碳中和目標的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)之一。未來(lái)它將利用地下具有巨量?jì)臻g的枯竭性油田、氣田、水田等為碳中和做出大貢獻。此外，建立和完善碳稅制度、碳交易制度、復合碳排放權交易體系、財政補貼等碳經(jīng)濟與政策杠桿，有效控制CO2排放量。根據對碳中和貢獻程度的不同，形成“CO2=0”“碳+”(或“C+”)、“碳-”(或“C-”)、“碳=”(或“C=”)符號(圖4、表3)。“CO2=0”對應碳中和，即CO2排放量與吸收量相抵消。“碳+”對應于不符合碳中和發(fā)展要求的高能耗、高碳排放的能源、產(chǎn)品或技術(shù)，對碳中和具有負面作用，并將逐步被替代或退出市場(chǎng)，例如煤炭、石油等高碳化石能源和燃油車(chē)等能源與產(chǎn)品，以及煤發(fā)電、燃煤供熱等技術(shù)。“碳-”對應符合碳中和發(fā)展要求的綠色低碳能源、產(chǎn)品或技術(shù)，對碳中和具有長(cháng)期正面作用，未來(lái)將逐步得到推廣與應用，例如太陽(yáng)能、風(fēng)能、地熱等可再生能源和可再生能源產(chǎn)生的綠電、綠氫等能源與產(chǎn)品，以及清潔能源發(fā)電、CCUS、儲能、智慧能源、海洋和森林碳匯等技術(shù)。“碳=”對應于CO2作為重要的循環(huán)介質(zhì)，短期內能夠達到減少碳排放效果的能源、產(chǎn)品或技術(shù)，對碳中和具有短期的正面作用，未來(lái)或將被選擇性推廣與應用，如生物航油、燃料乙醇等和以CO2為原料生產(chǎn)的化學(xué)產(chǎn)品等能源與產(chǎn)品，以及生物質(zhì)能加工技術(shù)、垃圾回收、CO2超臨界發(fā)電、CO2跨臨界循環(huán)制冷(制熱)、CO2熱電儲能等技術(shù)。

 

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4.2　氫工業(yè)體系

氫能是最清潔的二次能源，是后石油時(shí)代最理想的能量載體。在碳中和目標下，需建設與煤炭工業(yè)、石油工業(yè)類(lèi)似的全產(chǎn)業(yè)鏈氫工業(yè)體系，以綠氫為核心，涵蓋氫制備、氫儲存、氫運輸、氫加注、氫利用、氫檢測及氫安全等業(yè)務(wù)，涉及氫交通、氫儲能、氫化工、氫冶金等領(lǐng)域。目前，絕大部分氫能都來(lái)源于化石燃料，主要應用于工業(yè)領(lǐng)域，如煉油、合成氨、制甲醇、煉鋼等，在交通、發(fā)電、建筑等領(lǐng)域尚未大規模推廣應用。當前，氫能應用成本較高是制約氫能在發(fā)電、工業(yè)和民用領(lǐng)域推廣應用的主要原因之一。預計到2030年，綠氫的生產(chǎn)成本將下降30%，綠氫的價(jià)格有望低于化石燃料制氫。2050年，預計全球氫能在終端能源消費結構中的占比將達18%左右，氫能將大規模應用于難以通過(guò)電氣化實(shí)現“零碳排放”的工業(yè)、長(cháng)距離交通運輸等領(lǐng)域。以綠氫為核心的氫工業(yè)將替代以石油為核心的油氣工業(yè)，形成可再生能源制氫，并建立完整的制備、儲運、燃料電池用氫和加氫站為一體的氫能產(chǎn)業(yè)鏈，氫能將廣泛應用于發(fā)電、工業(yè)、建筑和交通等重點(diǎn)領(lǐng)域(圖5、表4)。

 

 

 

 

 

 

 

 

4.3　十大顛覆性技術(shù)與產(chǎn)業(yè)預測

在煤炭、油氣、新能源等能源領(lǐng)域，突出煤炭地下氣化、中低熟頁(yè)巖油地下原位開(kāi)采、CCUS/CCS、氫能與燃料電池、生物光伏發(fā)電、天基太陽(yáng)能發(fā)電、光儲智能微網(wǎng)、超級儲能、可控核聚變、智慧能源互聯(lián)網(wǎng)十大顛覆性技術(shù)與產(chǎn)業(yè)研發(fā)(表5)，推動(dòng)能源生產(chǎn)與消費結構革命性轉型，保障國家碳中和目標實(shí)現與能源安全可控。突破煤炭地下氣化、中低熟頁(yè)巖油原位開(kāi)采，實(shí)現煤炭清潔化利用，提升國家油氣供應能力，保障國家油氣供應安全;大力發(fā)展安全高效、低成本氫能技術(shù)，重點(diǎn)推進(jìn)交通領(lǐng)域用氫的制取/儲存/運輸/加注、規?；瘹鋬δ芗肮芫W(wǎng)輸配、固定式燃料電池綜合供能等氫能全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)創(chuàng )新;突破生物光伏發(fā)電、天基太陽(yáng)能發(fā)電等太陽(yáng)能利用技術(shù)，進(jìn)一步拓寬太陽(yáng)能的利用途徑，努力實(shí)現“從太陽(yáng)中來(lái)、回太陽(yáng)中去”的終極循環(huán);攻克超級儲能、光儲智能微網(wǎng)、智慧能源互聯(lián)網(wǎng)等顛覆性技術(shù)，以支撐未來(lái)可再生能源發(fā)電的大規模開(kāi)發(fā)利用，保障以新能源為主體的新型電力系統安全穩定運行;研發(fā)可控核聚變能源開(kāi)發(fā)和應用關(guān)鍵技術(shù)，積極推進(jìn)熱核聚變實(shí)驗堆建設，力爭早日實(shí)現“人造太陽(yáng)”技術(shù)應用。

 

 

 

 

4.4　五大戰略工程

碳中和是一項系統性、革命性的重大協(xié)同工程，涉及節能提效、減碳固碳、科技創(chuàng )新、應急儲備、政策支撐五大戰略工程。

4.4.1　節能提效工程

節能提效工程是實(shí)現碳中和目標的首要工程，通過(guò)意識節能、結構節能、技術(shù)節能、管理節能等舉措，推動(dòng)能源消費的剛性或強制性節約與高效。樹(shù)立“節能是第一能源”的理念，倡導全民節能行動(dòng)，變“要我節能”為“我要節能”。調整產(chǎn)業(yè)用能結構，淘汰高耗能產(chǎn)業(yè)，有序推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結構調整、轉型升級，提高能源利用效率。加快節能技術(shù)及裝備研發(fā)，推進(jìn)新一代數字技術(shù)、信息技術(shù)與能源行業(yè)的深度融合，依靠技術(shù)創(chuàng )新提高能效。健全節能提效制度，加大獎懲力度，保障節能減排管理長(cháng)期穩定運行。

4.4.2　減碳固碳工程

碳中和不是完全無(wú)碳排放或零碳排放，而是通過(guò)技術(shù)手段，實(shí)現碳排放量與碳吸收量(或消除量)的平衡，達到“凈零排放”。碳中和目標下，要強化減碳、固碳、替碳、埋碳等舉措，實(shí)現能源生產(chǎn)和能源消費的碳中和。立足于節約能源和提高能效兩個(gè)抓手，大幅度提升用能效率和清潔能源利用率，實(shí)現減碳。堅持人工碳轉換與生態(tài)固碳相結合，加快發(fā)展CO2制備化學(xué)產(chǎn)品，積極推進(jìn)植樹(shù)造林，增強生態(tài)系統固碳能力與規模。利用“綠電”替代煤電，“綠氫”替代“灰氫”，地熱和太陽(yáng)能供熱替代燃煤供熱，實(shí)現清潔用能替代。石油工業(yè)發(fā)揮獨有優(yōu)勢，按照攻關(guān)示范、推廣應用、全面實(shí)施“三步走”路線(xiàn)，大力發(fā)展CCUS/CCS技術(shù)，成為實(shí)現碳中和的兜底保障技術(shù)。

4.4.3　科技創(chuàng )新工程

大力發(fā)揮科技創(chuàng )新在碳中和過(guò)程中的戰略支撐作用，突出顛覆性技術(shù)布局與突破，推動(dòng)能源生產(chǎn)和供應“凈零排放”。做好碳中和科技頂層規劃和路線(xiàn)設計，把加快碳中和科技創(chuàng )新作為當前科技發(fā)展的重要任務(wù)之一。設計碳中和科技創(chuàng )新行動(dòng)方案，統籌推進(jìn)科技創(chuàng )新支撐引領(lǐng)碳中和工作。編制碳中和技術(shù)發(fā)展路線(xiàn)圖，提出技術(shù)選擇和發(fā)展路徑，設立“碳中和關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”重點(diǎn)專(zhuān)項。突出顛覆性技術(shù)研發(fā)，推動(dòng)能源生產(chǎn)與消費結構革命性轉型，保障國家實(shí)現碳中和目標與能源安全。

4.4.4　應急儲備工程

構建安全可靠的“能源儲備系統”，增強能源安全保障能力。碳中和目標下不同能源定位各有側重，中國以“新能源豐富、煤多但油氣不足”的資源稟賦特征，決定未來(lái)煤炭將發(fā)揮保障國家能源戰略“儲備”與“兜底”作用;石油回歸“原料屬性”，發(fā)揮保障國家能源安全“急需”與民生原料用品“基石”作用;天然氣發(fā)揮保障國家能源“安全”與新能源最佳“伙伴”作用;新能源將發(fā)揮保障國家能源戰略“接替”與“主力”作用。今后，要加快中國特色能源儲備和應急體系建設，打造現代化應急能源供給體系與安全體系。

4.4.5　政策支撐工程

構建科學(xué)合理的政策支持體系，積極促進(jìn)能源轉型平穩推進(jìn)。健全以碳市場(chǎng)為核心的法律法規，成立國家碳中和管理委員會(huì )或領(lǐng)導小組，統籌協(xié)調能源綠色低碳開(kāi)發(fā)利用，保障碳中和目標的實(shí)現。建立財稅支持體系，扶持相關(guān)企業(yè)及其主產(chǎn)區的低碳轉型發(fā)展。加快建設碳排放權交易市場(chǎng)，出臺碳排放權交易管理條例，持續完善碳交易、碳配額相關(guān)機制，探索建立“碳市通”境內外交易體系，充分發(fā)揮碳交易市場(chǎng)的激勵、約束兩大功能。探索建立綠色金融改革試驗區，鼓勵金融機構參與碳市場(chǎng)交易，豐富碳市場(chǎng)交易品種，建設具有國際影響力的碳定價(jià)中心，全面推動(dòng)碳市場(chǎng)發(fā)展。

5　實(shí)現碳中和的原則、意義及前景

5.1　實(shí)現碳中和過(guò)程中遵循的原則

實(shí)現碳中和過(guò)程中需要遵循“技術(shù)的顛覆性突破、經(jīng)濟的可行性實(shí)現、能源的安全性保障、社會(huì )的穩定性可控”4項原則。實(shí)現碳中和目標，需要依靠節能提效降低能源需求量，還要有顛覆性技術(shù)的突破與支撐，加快能源生產(chǎn)與消費結構革命性轉型。依靠科技與管理創(chuàng )新，降低能源生產(chǎn)和消費成本，實(shí)現新能源與相關(guān)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟性利用。保障能源安全，是國家發(fā)展中的重要底線(xiàn)。同時(shí)還要確保在能源消費以煤炭、油氣等為主的城市或地區，實(shí)現轉型升級中人員社會(huì )的穩定。碳中和要重新定位不同能源的功能，煤炭、石油將作為國家中長(cháng)遠應急保供與極端條件下的戰略?xún)滟Y源，保障國家能源安全可控與社會(huì )穩定發(fā)展;天然氣是化石能源向清潔低碳能源轉型過(guò)程中的“最佳伙伴”和支撐可再生能源大規模開(kāi)發(fā)利用的“穩定器”，需進(jìn)一步強化天然氣應急保障能力建設。未來(lái)，化石能源將成為國家能源安全的“兜底”儲備資源保障，CCUS/CCS將成為國家實(shí)現碳中和的“兜底”技術(shù)保障，需加快構建資源、技術(shù)“兩個(gè)兜底”的戰略?xún)?。以?jīng)濟可行為導向，依靠技術(shù)創(chuàng )新推動(dòng)碳中和目標的實(shí)現，技術(shù)的經(jīng)濟可行性是衡量碳中和技術(shù)的前提。在實(shí)現碳中和目標的過(guò)程中，需要統籌考慮傳統化石能源工業(yè)、企業(yè)、城市轉型問(wèn)題，堅持社會(huì )穩定性可控，確保轉型平穩過(guò)渡。

5.2　碳中和是全球綠色低碳可持續發(fā)展的重大實(shí)踐

碳中和是全人類(lèi)的一場(chǎng)綠色化工業(yè)革命、減碳化能源革命、生態(tài)化科技革命，將給人類(lèi)社會(huì )與經(jīng)濟發(fā)展帶來(lái)新的深刻變革，是實(shí)現人類(lèi)能源利用與地球生態(tài)系統可持續發(fā)展的重大實(shí)踐。

碳中和是一場(chǎng)綠色化的工業(yè)革命。自進(jìn)入工業(yè)革命以來(lái)，人類(lèi)社會(huì )經(jīng)歷了機械化、電氣化和信息化的3次工業(yè)革命，目前以大數據和人工智能為代表的先進(jìn)信息技術(shù)掀起了第4次工業(yè)革命浪潮(圖6)。在碳中和目標下，此次工業(yè)革命將改變傳統的高碳、粗放的發(fā)展模式，加快構建低碳、環(huán)保、高效的綠色發(fā)展模式。碳中和引發(fā)的科技革命將對社會(huì )與經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生重大變革，其意義不亞于之前的工業(yè)革命。碳中和主要通過(guò)碳減排、碳轉移、碳轉化3種路徑來(lái)實(shí)現，具體內容包括：①加大可再生能源利用，提高能源利用效率，從而實(shí)現碳減排;②大力發(fā)展和推廣應用CO2埋藏與驅油技術(shù)，達到碳轉移目的;③推動(dòng)以CO2為原料的化工產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)甲醇、尿素和可降解塑料等產(chǎn)品，最大限度地實(shí)現碳轉化。在碳中和目標下，人類(lèi)工業(yè)化過(guò)程中將催生以CCUS為核心的碳工業(yè)和以綠氫為核心的氫工業(yè)等新興產(chǎn)業(yè)。

 

 

 

 

碳中和是一場(chǎng)減碳化的能源革命。人類(lèi)歷史上，能源革命和工業(yè)革命一直交互進(jìn)行。第1次工業(yè)革命以煤炭為能源，第2次工業(yè)革命使石油成為新的能源種類(lèi)。碳中和將加速世界能源體系低碳化、無(wú)碳化轉型，世界能源消費結構由煤炭、石油、天然氣和新能源的“四分天下”向以新能源為主的“一大三小”新格局發(fā)生轉變 。與煤炭和石油等高碳化石能源不同，天然氣具有低碳、清潔的自然屬性，是化石能源中唯一的低碳品種。因此，天然氣是實(shí)現世界能源消費結構轉型的關(guān)鍵，是連接高碳化石能源與無(wú)碳新能源的橋梁，是新能源產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展和替代的最佳伙伴。天然氣“鼎盛期”與新能源“黃金期”具有重疊效應和累加效應，據國際可再生能源署(IRENA)預測，到2050年新能源、電氣化和提高能效將貢獻90%以上的CO2減排量，是能源轉型的三大支柱。終端用能的快速電氣化及綠氫制備技術(shù)的興起將推動(dòng)電力需求的增加。到2050年，電力將成為最重要的能源消費形式，將占終端能源消費結構的58%以上，發(fā)電量將是當前水平的3倍，并且新能源在總發(fā)電量中的占比將大幅度提升至90%，30%的用電量將用于生產(chǎn)綠氫及其衍生物。

碳中和是一場(chǎng)生態(tài)化的科技革命?？萍几锩侨祟?lèi)社會(huì )發(fā)展與進(jìn)步的驅動(dòng)力，是工業(yè)革命和能源革命的推動(dòng)力，科學(xué)創(chuàng )新和技術(shù)進(jìn)步是實(shí)現碳中和目標的關(guān)鍵。世界正處于第4次工業(yè)革命和第6次科技革命時(shí)期，這是一場(chǎng)以原子能技術(shù)、智能化技術(shù)、空間技術(shù)和生物工程技術(shù)為主要標志，涉及新能源、新材料、信息、空間、海洋和生物等諸多技術(shù)領(lǐng)域的信息控制科技革命。碳中和目標與新一輪科技革命的融合，將指引科技革命向著(zhù)生態(tài)化方向發(fā)展。新的科技革命和工業(yè)革命將推動(dòng)第3次世界能源轉型，尤其是在碳中和目標下，新一輪科技革命的低碳化和生態(tài)化特征將更加顯著(zhù)。以可再生能源為代表的新能源利用技術(shù)將成為主導力量，綠色、生態(tài)、可持續發(fā)展將是新科技革命的重要主題。

5.3　碳中和將大幅度提升人類(lèi)幸福指數

發(fā)展新能源是實(shí)現碳中和與綠色低碳發(fā)展的戰略重點(diǎn)。新能源技術(shù)進(jìn)步是推動(dòng)能源從資源型向技術(shù)型轉變的關(guān)鍵，是實(shí)現能源利用“零碳排放”的重要環(huán)節。當前，在碳中和目標下，全球能源系統投資正逐漸從化石能源轉向可再生能源、提高能效和電氣化。據IRENA預測，到2050年全球實(shí)現“零碳排放”，能源系統總投資將達到130萬(wàn)億美元，其中可再生能源占29%，提高能效占33%，終端用能電氣化占21%，化石能源占17%。同時(shí)，新能源技術(shù)領(lǐng)域投資收益遠高于投入，將進(jìn)一步推動(dòng)以新能源技術(shù)進(jìn)步和規模發(fā)展為核心的能源轉型進(jìn)程。全球能源系統的投資成本將增加26萬(wàn)億美元，但通過(guò)降低環(huán)境損害和健康損害等帶來(lái)的收益將達到62萬(wàn)億～169萬(wàn)億美元。

碳中和是推動(dòng)人類(lèi)社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展和經(jīng)濟增長(cháng)的新動(dòng)力，引領(lǐng)社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展模式發(fā)生變化，提升GDP增速，增加全人類(lèi)的福祉指數。加速利用可再生能源、促進(jìn)能源轉型將成為推動(dòng)全球經(jīng)濟復蘇的要素，預計到2050年全球可再生能源就業(yè)崗位將增加3倍，達到4 200萬(wàn)個(gè)，能源相關(guān)工作崗位將達到1億個(gè)，比當前就業(yè)崗位增加72%。到2050年，碳中和將帶來(lái)GDP額外增加2.4%，從2019年到2050年，由能源轉型帶來(lái)的累計GDP增量將達到99萬(wàn)億美元。碳中和提升了全球生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)健康水平，深入改善民生，到2030年和2050年人類(lèi)的福祉指數將分別提高6.9%和13.5%。

5.4　碳中和是構建人類(lèi)命運共同體的里程碑

氣候變化具有全球性和長(cháng)期性，是全人類(lèi)共同面臨的挑戰，發(fā)達國家與發(fā)展中國家需共同承擔責任。全球氣候變化是冷戰以后全球環(huán)境與發(fā)展領(lǐng)域或非傳統安全領(lǐng)域少數最受全球矚目、影響極為深遠的議題之一，是全球框架下國家治理體系和治理能力現代化中的新興主題。全球氣候變化和碳中和對國際關(guān)系有重要的影響，并已經(jīng)超越了傳統的地緣政治范疇，逐步成為全球治理的關(guān)鍵領(lǐng)域。未來(lái)，全球需要建立以多贏(yíng)、生態(tài)化、互信、協(xié)同、參與、分享為基礎的科技創(chuàng )新與國際合作新模式，共同應對氣候變化問(wèn)題。2017年1月18日，中國提出了“構建人類(lèi)命運共同體”理念。同年2月，該理念首次載入聯(lián)合國安理會(huì )決議，成為國際社會(huì )的共識。人類(lèi)只有一個(gè)地球，各國共處一個(gè)世界，要倡導“人類(lèi)命運共同體”意識。碳中和就是構建人類(lèi)命運共同體的里程碑事件，將會(huì )深遠改變人類(lèi)文明發(fā)展的進(jìn)程。

5.5　碳中和是人類(lèi)生態(tài)文明建設的共識性愿景

碳中和推動(dòng)了人類(lèi)社會(huì )政治、經(jīng)濟、文化領(lǐng)域的變革，將深入影響人類(lèi)生活方式與思維方式，加快人類(lèi)文明向生態(tài)文明發(fā)展。碳中和目標下，人類(lèi)能源消費結構將從以一次能源直接消費為主轉變?yōu)殡姎饣文茉凑贾鲗У匚?，電能將成為最主要的能源載體，建筑、交通和家居等行業(yè)電氣化水平的不斷提升將給人類(lèi)生活帶來(lái)根本性的變化和深層次的影響。到2050年，建筑行業(yè)的直接電氣化率最高，將從目前的32%上升到73%;交通運輸行業(yè)電氣化率將從目前的1%大幅度增至49%，交通出行將逐漸零碳化;電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)售量將占到汽車(chē)銷(xiāo)售總量的80%以上，電動(dòng)汽車(chē)保有量將從目前的1 000萬(wàn)輛增至17.8億輛。家庭家居將向碳中和目標邁進(jìn)，采暖脫碳、環(huán)保施工、綠色建材等方面均有望形成進(jìn)一步的創(chuàng )新并且得到應用;制冷、供暖、家電、照明、烹飪等環(huán)節的電氣化率不斷提高，將加快節能減排型智能家居的開(kāi)發(fā)與推廣應用，不斷塑造人類(lèi)節能、環(huán)保用能的觀(guān)念。在生活方面，垃圾分類(lèi)、節能減排將徹底融入生活，從衣、食、住、行等方面，踐行低碳與綠色發(fā)展的生活理念與生活方式。

人類(lèi)社會(huì )文明經(jīng)歷從認識自然的原始文明，到利用自然的農業(yè)文明，再到征服自然、改造自然的工業(yè)文明，然后回到尊重自然、順應自然、呵護自然的生態(tài)文明，最后實(shí)現人類(lèi)與自然的和諧共生。碳中和以人類(lèi)能源利用與地球碳循環(huán)系統之間形成動(dòng)態(tài)平衡為目標，最大限度地降低人類(lèi)生產(chǎn)、生活對地球生態(tài)系統的破壞和影響。無(wú)論是原始文明、農業(yè)文明還是工業(yè)文明，均無(wú)法消除人類(lèi)日益增長(cháng)的物質(zhì)文明需求與保護地球生態(tài)系統之間的矛盾。以碳中和目標為基礎和保障的生態(tài)文明將實(shí)現人類(lèi)物質(zhì)文明與地球生態(tài)系統協(xié)調統一，構建人類(lèi)綠色、可持續發(fā)展的高度物質(zhì)文明與精神文明。在碳中和目標約束下，人類(lèi)將實(shí)現社會(huì )經(jīng)濟與環(huán)境的可持續發(fā)展，走向人與自然和諧共生的生態(tài)文明。碳中和將促使能源從資源依賴(lài)走向技術(shù)依賴(lài)，最終實(shí)現人與自然和諧共存。因此，它是人類(lèi)生態(tài)文明建設與綠色發(fā)展的重要組成部分與共識性愿景。

6　結束語(yǔ)

全球CO2過(guò)度排放，導致地球平均氣溫不斷升高，人類(lèi)賴(lài)以生存的地球環(huán)境面臨前所未有的考驗。為了應對全球氣候變化，全球提出了2050年實(shí)現碳中和的發(fā)展目標。碳中和是全人類(lèi)實(shí)現可持續發(fā)展的共同目標，世界各國需團結合作，共同應對挑戰。中國實(shí)現碳中和目標面臨三大挑戰：①能源轉型規模大、碳中和實(shí)現周期較短;②能源轉型過(guò)程中存在著(zhù)能源供應安全的不確定性、能源利用的經(jīng)濟性、顛覆性技術(shù)突破的難預測性等問(wèn)題;③能源轉型后可能面臨新的關(guān)鍵技術(shù)“卡脖子”和關(guān)鍵礦產(chǎn)資源“斷鏈子”等風(fēng)險。碳中和既是“能源學(xué)”與“碳中和學(xué)”的重大理論問(wèn)題，又是碳減排、零碳、負碳、碳交易等技術(shù)問(wèn)題。碳中和將催生以CCUS/CCS為核心的碳工業(yè)技術(shù)體系，涵蓋碳捕集、碳運輸、碳驅油、碳封存、碳產(chǎn)品、碳金融等業(yè)務(wù);并產(chǎn)生以綠氫為核心的氫工業(yè)技術(shù)系列，涵蓋氫制備、氫儲存、氫運輸、氫加注、氫利用、氫檢測及氫安全等業(yè)務(wù)，涉及氫交通、氫儲能、氫化工、氫冶金等領(lǐng)域。“灰碳”和“黑碳”是CO2的兩種應用屬性，“碳+”“碳-”“碳=”是碳中和的3種產(chǎn)品與技術(shù)。煤炭地下氣化、中低熟頁(yè)巖油原位開(kāi)采、CCUS/CCS、氫能與燃料電池、生物光伏發(fā)電、天基太陽(yáng)能發(fā)電、光儲智能微網(wǎng)、超級儲能、可控核聚變、智慧能源互聯(lián)網(wǎng)十大顛覆性技術(shù)與產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，將推動(dòng)能源生產(chǎn)與消費結構革命性轉型，保障實(shí)現碳中和目標與國家能源安全可控。

中國實(shí)現碳中和目標，需遵循“技術(shù)的顛覆性突破、能源的安全性保障、經(jīng)濟的可行性實(shí)現、社會(huì )的穩定性可控”4項原則，實(shí)施節能提效、減碳固碳、科技創(chuàng )新、應急儲備、政策支撐五大戰略工程協(xié)同創(chuàng )新發(fā)展。碳中和目標下，未來(lái)煤炭將發(fā)揮保障國家能源戰略“儲備”與“兜底”作用，石油將回歸“原料屬性”，發(fā)揮保障國家能源安全“急需”與民生原料用品“基石”作用;天然氣將成為能源安全的穩定器，發(fā)揮保障國家能源“安全”與新能源最佳“伙伴”作用;新能源成為能源供給和消費的主體，將發(fā)揮保障國家能源戰略“接替”與“主力”作用。

碳中和與綠色低碳發(fā)展尊重自然、順應自然、呵護自然，實(shí)現人類(lèi)與自然和諧共生，是生態(tài)文明建設重要組成部分與共識性愿景。碳中和又是綠色化工業(yè)革命、減碳化能源革命、生態(tài)化科技革命的重大實(shí)踐，將為人類(lèi)社會(huì )、環(huán)境與經(jīng)濟帶來(lái)新的深刻變革，大幅度提升人類(lèi)的幸福指數。碳中和加快我國能源生產(chǎn)與消費結構革命性轉型，推動(dòng)實(shí)現“能源獨立”戰略，提升生態(tài)文明建設的內涵和質(zhì)量，保障“美麗中國”的目標早日實(shí)現。由于我國人口多，能源消費量大，當前以煤炭為主的“一大三小”能源生產(chǎn)與消費結構特點(diǎn)，決定我國需要通過(guò)高效協(xié)同，依靠顛覆性技術(shù)突破與變革性管理創(chuàng )新，完成以新能源為主的“三小一大”能源生產(chǎn)與消費結構轉型，如期實(shí)現能源“獨立自主”與碳中和兩大目標，為宜居地球、綠色發(fā)展、生態(tài)文明建設做出中國貢獻。

本文觀(guān)點(diǎn)與數據，是基于目前初步認識和引用，或有不妥和不完善之處。隨著(zhù)世界科技與管理創(chuàng )新、全球政治與經(jīng)濟格局等變化，相關(guān)認識也勢必不斷完善和發(fā)展。

(本文原載于《天然氣工業(yè)》2021年第8期)